[發明專利]可熔融加工的聚乙烯醇材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201110234596.8
• 申請日: 2011-08-16
• 公開（公告）號: CN102321325A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 張敏敏;秦舒浩;劉輝;吳丹華;于杰;何敏
• 申請（專利權）人: 貴州省復合改性聚合物材料工程技術研究中心
• 主分類號: C08L29/04
• 分類號: C08L29/04;C08K3/16;B29B9/06;B29C47/92
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 李亮;程新敏

技術領域

本發明涉及一種聚乙烯醇材料的制備方法，尤其是一種可以通過熔融共混加工的聚乙烯醇材料及其制備方法。

背景技術

聚乙烯醇（PVA）是一種通過非石油化工路線合成的親水性聚合物，現隨著石油資源的枯竭，優勢正日益顯現。加之聚乙烯醇具有多羥基、強氫鍵的結構特點，賦予了其優異的阻氧、阻油、耐磨、抗撕裂、透明、抗靜電、耐化學腐蝕等性能，被應用在涂料、粘膠劑、纖維等行業。然而，聚乙烯醇的熔點很高，與分解溫度非常接近，熔融時容易發生熱分解，導致不能很容易地進行熔融加工。雖然聚乙烯醇樹脂在國內外已有多年的大規模生產，但都限于溶液法紡絲和鑄模加工，且加工工藝復雜，產品生產成本昂貴。因此，聚乙烯醇的非熱塑性阻礙其更廣泛的應用。

目前，對于聚乙烯醇材料的熔融加工技術，JP?77110782報道了一種熔融吹塑聚乙烯醇成膜方法，其技術特點是用大量水（含量大于40%）作為增塑劑，以降低聚乙烯醇的熔點，使其在低于聚乙烯醇的分解溫度下實現吹塑成膜。但這種制備方法在實際生產中穩定性不好，加之體系中存在大量的水，使擠出的樹脂容易出現起泡的現象，導致薄膜無法均勻成型。

CN1368515A公開的一種用于熱塑加工聚乙烯醇材料的新型增塑方法，該方法主要是選擇了一種可聚合的酰胺類單體作為增塑劑，以及控制水在樹脂中更多以結合水的形式存在，因此有效地降低了聚乙烯醇材料的加工溫度。但該方法選用的增塑劑有一定的毒性，使制備的材料不適合做食品包裝材料。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種可熔融加工的聚乙烯醇材料及其制備方法，它不僅能降低聚乙烯醇材料的塑化溫度，使其適用于熔融加工，而且加工得到的產品質量好，以克服現有技術的不足。

本發明是這樣實現的：可熔融加工的聚乙烯醇材料，按重量份數計算，它包括90～100份聚乙烯醇及1～5份氯化鈣或氯化鋰。

更優選的技術方案是，按重量份數計算，它包括95份聚乙烯醇及5份氯化鈣或氯化鋰。

所述的聚乙烯醇的聚合度為500～1700、醇解度為88%。

可熔融加工的聚乙烯醇材料的制備方法，先將聚乙烯醇與氯化鈣或氯化鋰進行預混合，然后將混合后的物料加入雙螺桿擠出機中進行擠出，將擠出的物料切粒，即獲得改性的聚乙烯醇材料。該材料可進行熔融加工。

擠出溫度為170℃～200℃，雙螺桿擠出機的螺桿轉速100～300rad/min。

聚乙烯醇是水溶性聚合物，分子具有強極性，本發明采用在聚乙烯醇中添加氯化鈣或氯化鋰，通過普通塑料加工設備熔融共混制得聚乙烯醇材料。其中氯化鈣或氯化鋰可以減弱聚乙烯醇的分子間作用力，降低其熔融溫度，有利于改善聚乙烯醇的熔融加工特性，使其很好實現熔融加工；其次，所采用的方法具有簡便、成本低廉、易于工業化等優點，制備得到的聚乙烯醇材料可以滿足食品包裝等行業的要求。

根據配方的實驗得到如下表所示的數據：

表1

表2

從圖1及圖2的曲線表明，氯化鈣的加入使聚乙烯醇的熔融溫度降低，熱分解溫度提高。從表1及表2可以看出，氯化鈣或氯化鋰的加入減弱了聚乙烯醇大分子間的作用力，從而使醇解度為88%的聚乙烯醇的熔融溫度降低提高聚乙烯醇熱穩定性，改善聚乙烯醇熔融加工性能。

附圖說明

圖1為本發明的聚乙烯醇材料的第一次升溫DSC曲線；

圖2為本發明的聚乙烯醇材料的熱重曲線。

具體實施方式

本發明的實施例1：可熔融加工的聚乙烯醇材料的制備，按重量份數計算，將95份聚乙烯醇（聚乙烯醇的醇解度為88%、聚合度為1500、牌號為1588）及5份氯化鈣在混合機中充分混合；將混合物料加入雙螺桿擠出機中，擠出溫度為185℃，雙螺桿擠出機的螺桿轉速為200rpm，將混合物料擠出后進行切粒，即獲得改性的聚乙烯醇材料。

本發明的實施例2：可熔融加工的聚乙烯醇材料的制備，按重量份數計算，將90份聚乙烯醇（聚乙烯醇的醇解度為88%、聚合度為500、牌號為1588）及1份氯化鋰在混合機中充分混合；將混合物料加入雙螺桿擠出機中，擠出溫度為170℃，雙螺桿擠出機的螺桿轉速為100rpm，將混合物料擠出后進行切粒，即獲得改性的聚乙烯醇材料。

本發明的實施例3：可熔融加工的聚乙烯醇材料的制備，按重量份數計算，將100份聚乙烯醇（聚乙烯醇的醇解度為88%、聚合度為1700、牌號為1750）及3份氯化鈣在混合機中充分混合；將混合物料加入雙螺桿擠出機中，擠出溫度為200℃，雙螺桿擠出機的螺桿轉速為200rpm，將混合物料擠出后進行切粒，即獲得改性的聚乙烯醇材料。